전력 반도체

파워 모듈에 온도의 상승과 하강을 반복해서 가하는 "파워 사이클 시험"에서 볼 수 있는 대표적인 고장은 무엇입니까?

  1. A재료의 열팽창 계수 차이에 의한 본딩 와이어의 박리(리프트 오프)나 땜납층의 균열
  2. B칩의 색 변화
  3. C게이트 절연막의 파괴뿐
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정답: A. 재료의 열팽창 계수 차이에 의한 본딩 와이어의 박리(리프트 오프)나 땜납층의 균열

파워 모듈에서는 칩(Si는 약 3 ppm/K), 알루미늄 와이어(약 23 ppm/K), 땜납, 구리, 세라믹의 열팽창 계수가 서로 다릅니다. 통전에 의한 온도 변화를 반복하면 경계에 응력이 걸려 와이어의 접합부가 벗겨지거나(리프트 오프), 땜납층에 균열이 생겨 열저항이 올라갑니다. 이것이 수명을 결정하는 주된 요인이며, 구리 와이어나 소결 접합, 와이어를 사용하지 않는 구조로 개선되고 있습니다.

  • A. 옳습니다. 열팽창 차이에 의한 와이어 박리나 땜납 균열입니다.
  • B. 색 변화는 고장의 판정 기준이 아닙니다.
  • C. 절연막 파괴는 파워 사이클에서 보이는 대표적인 고장이 아닙니다.
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